1、梧州学院本科生毕业设计论文 机械 与材料工程学院 毕业设计 题 目 龟苓膏装箱机毕业设计 班 级 姓 名 周业强 学 号 答辩时间 年 月 梧州学院梧州学院本科生毕业设计论文 1 摘要 我国食品和包装机械行业起步于 20 世纪 70 年代，在 80 年代末和 90 年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的 10 大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国食品工业和包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世 界食品和包装机械工业生产和消费大国之一。 本论文通过对我国食品和包装机械的行业发展历程及所形成的企业特征、行业的现状及发展方向、行业的发展环境、与世界先进水
2、平的差距以及行业中存在的突出问题等多方面的分析，总结出一套将改革企业管理模式、积极提高产品质量，延长产品无故障使用寿命、积极进行技术创新，提高企业核心竞争力、提高从业人员素质，做好必要的人才储备、建设企业文化、加强企业信息化建设和大企业战略，联合发展等多种发展方式相结合的适合中国食品和包装机械企业的发展战略。 关键词： 食品和包装机械；发展趋势； 发展战略 ABSTRACT China Food and Packaging Machinery industry started in the 1970s and developed rapidly in the late 1980s and 19
3、90s, which has become one of 10 major machinery industries. Both output and varieties have made remarkable achievements and ensures rapid development of Food industries and packaging industries. So far, China has become one of major countries of word food and packaging machinery industrial productio
4、n and consumption. This paper analyses China Food and Packaging Machinery industry development and formation of enterprise feature, industry status and development goal, industry development environment, the gap on the advanced world level and outstanding problem and summarizes a set enterprise refo
5、rm management model. Improve product quality, extend product lifetime without fault, carry out employees, reserve necessary 梧州学院本科生毕业设计论文 2 person well, construct enterprise culture, strengthen construction of enterprise information and large enterprise strategy, Explore somekinds of combinative dev
6、elopment strategies that suit to China Food and packaging Machinery enterprise. Key words: Food and Packaging Machinery; According to fundamental realities of the country; Development strategy 梧州学院本科生毕业设计论文 3 目录 引言 . 4 1、我国包装机发展现状 . 4 2、国内包装机械自动化存在的问题 . 4 3、包装机械发展新趋势 . 7 4、自动化包装的发展前景 . 7 4.1 从市场前景看
7、. 7 4.2 从发展前景看 . 8 5、国外包装机械发展状况 . 9 5.1 美国包装机械发展现状 . 9 5.2 德国包装机械发展现状 . 10 5.3 意大利包装机械现状 . 10 5.4 日本包装机械现状 . 11 第一章 包装机械概述 . 11 1.1 包装机械的组成 . 11 1.1.1供送机构 . 11 1.1.2主传送系统 . 12 1.1.3包装执行机构 . 12 1.1.4成品输出机构 . 12 1.1.5动力机与传动系统 . 12 1.1.6控制系统 . 12 1.1.7机身 . 12 1.1.8包装材料的整理系统 . 12 1.1.9包装机械的系统图 . 13 1.2
8、包装机械化意义 . 13 1.2.1可以使产品多样化，使产品更有市场。 . 13 1.2.2可以节省劳动力，解放生产力，生产出更绿色安全的产品。 . 13 1.2.3可以提高产品的生产率。 . 14 1.2.4可以节省材料，做到节能减排。 . 14 第二章 包装机结构设计 . 14 2.1 电机的选择 . 14 2.2 减速器的选择 . 16 2.3 链及链轮的设计与计算 . 16 2.3.1传动方式的选择 . 16 2.3.2链条的选取 . 17 2.3.3链轮的设计与计算 . 17 2.3.4链轮材料的选择 . 20 2.3.5传动比设定 . 20 第三章 主要装置设计 . 21 3.1
9、传送带装置 . 21 3.2 纸箱定位机构 . 23 3.3 纸箱输送装置 . 24 3.4 纸箱定位与完成装置 . 25 3.5 包装移动装置 . 26 3.6 包装机整体装置图 . 27 第四章 包装机传动轴有限元模型 . 28 1、建模方法 . 28 2、图表分析 . 28 结论 . 32 致谢 . 33 梧州学院本科生毕业设计论文 4 引言 1、 我国包装机发展现状 产品的包装是我国工业发展的重要组成部分，是国民经济中不可缺少的新兴行业。我国包装机械总体呈现低出发点趋势。由于企业的性质不同，企业之间资金和设备存在区别，自动化水平也不一致，大多数企业在低水平设备上徘徊。 20 年前，第一
10、次应用在包装机械产品的 PLC 开启了包装机械自动化技术的时代。之后，随着控制与驱动技术、伺服技术及数字化理念的介入，包装机械市场已经经历了多轮变革。目前中国已经成为世界最大的商品生产和出口大国，全球的目光也聚 焦在发展最快、规模最大、最具潜力的中国包装市场。 经过 20 多年的发展，我国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，为我国包装工业快速发展提供了有效的保障。但目前，我国包装机械出口额还不足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多。根据食品和包装机械工业协会的统计，中国目前有包装机械厂商 3,600 多家，但产
11、值及销售额超过亿元的现在只有 20 家。 我国包装产品需求的突飞猛进带动了整个包装行业的蓬勃发展，其中包装机械企业也同样面临 着非常好的发展机会，但是却有诸多因素制约着包装机械行业的发展。 2、 国内包装机械自动化存在的问题 我国自动化包装机械还基本停留在测试仿制阶段，自行开发能力弱，缺少科研生产中试基地。统计显示，我国包装机械品种只有 1300 多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产产品，不能满足市场需求：产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差、外观造型不美观、表面处理粗糙，许多元器件质量差，寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量。 梧州学院本科生毕业设计论文 5 尽管市场前景广阔，
12、但诸如企业规模较小、产品层次低和可靠性差、进口依赖严重、开发能 力低下、研发投入不足、专业技术人才缺乏等问题也使国内包装机械产品饱受诟病。 企业规模较小 统计数据显示，我国包装工业发展迅速，到目前为止全国包装机械产量达 53.3 万台套，产值为 1300 亿元。包装机械企业有 9000 多家，从业人数 55 万以上，科研院所和高等院校 130 余所，产品品种 1300 余种。包装企业多，产量多，产品结构零散成为制约我国包装机械行业发展的重要因素之一。包装机械行业存在着严重的重复建设问题，进入门槛低和调控手段不够是造成这个问题的主因。因包装机械企业起点低、“先天不足”且 跨部门，存在统筹规划、宏
13、观指导难的问题，在投资和开发新产品方面往往一哄而起，出现低水平重复的无序竞争。 国内包装机械企业主要生产比较简单的设备，低水平重复太多，产品技术含量低，制造工艺简单，加工设备精度要求不高，多数企业靠这种产品起步，一部分企业靠低水平产品积累资金和经验，向中高档产品靠近，一部分企业则停滞不前。技术开发的成本在设备总成本中所占的比例越大，设备的技术含量越高。国内的包装设备技 术 含 量 占 整 个 设 备 的 成 本 约 为 3 ，有的甚至不足 0 .3 ，只有极少数项目达到 20 以上。我国包装机械品种约有 1300 多种，配套数量少，缺少高精度和大型产品，不能满足市场需求。产品质量差距表现在产品
14、性能稳定性和可靠性差，外观造型不美观，表面处理粗糙，许多元器件质量差、寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量。我国包装机械和国际先进产品相比，在产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面都处于劣势。 我国高端设备主要依赖进口，只有少数国内企业能够提供成套的生产线。 2003 年，我国包装行业的进口接近 200 亿人民币，其中包装机械的进口则占了很大一部分，包装机械进口占国内包装机械设备 的 50 60。有资料显示，我国包装机械出口额还不足这一行业总产值的 5%，进口额却与总产值大抵相当。我国与国外先进的包装机械的差距还很大，最主要是技术上的差距。我国的出口结构中呈现“小而散”的状况 ,以单件产
15、品为主；而进口的多为成套或大型设备。可见我国目前的包装梧州学院本科生毕业设计论文 6 机械出口与进口相比 ,无论从产品质量、数量还是技术含量等各方面而言，都与国外产品存在着相当大的差距。 我国与国外现代先进包装机械的差距还很大，最主要是技术上的差距。虽然在普遍应用上国内企业并不落后于国外多少，但是在新产品开发上却落后了一大截。 国内的很多企业对国际上先进包装机械装备知之甚少，国内进口的设备只是代表国外正在使用的设备，根本就代表不了他们正在开发和研制的设备。 我国包装机械行业没有自己的研发力量，研究投入极少，只靠低价竞争。这也是机械行业的共性，难以吸引大量资金投入，难以进行大量的技术改造。企业用
16、于研究和开发的投资占销售额平均水平不到 1 ，而国外高达 8 10。因经费不足，自行开发能力弱，不能做到生产一代，开发一代，研究一代。技术开发是一项系统工程，需要较长的时间，并且所开发的技术很少有能够直接应用的，而对企业来说，如果不 能在最短的时间内获得利益，他们不会把资金投到研发上的。尤其是民营企业，资金的周转对他们来说很是关键，他们不愿做长期投资。由于没有技术储备，引进技术、消化吸收工作不力，使企业新产品少，缺乏竞争力。由于小型包装机械企业的生产水平低，技术含量低，一味仿制而没有创新能力，在市场竞争中会处于劣势，企业利润率相对较低，抵御市场风险能力较弱。随着我国对知识产权保护的不断加强和发
17、达国家生产商对于跨国维权的重视，这些企业面临侵权纠纷的可能性在不断上升。 因包装机械业利润不高，难以吸引优秀的技术人才，以致人才队伍参差不齐，自主 开发产品和创新能力薄弱，甚至消化吸收国外同类产品的能力都很弱，造成产品多年一贯制。目前研究院所忙于创收保饭碗，有的形同一个工厂，只忙于生产及销售，有的想搞研究又没有经费，有的有技术但找不到中间实验用户，生产企业又不愿出钱冒风险，以至于产、学、研脱节，本来就不强的技术力量没有发挥出应有的作用。在包装机械行业的研究所里，人员流失的情况比较严重。研究所与企业的相互信任度不高。对企业来说，由于受“借用不如拥有”思想的影响，他们希望研究人员能成为企业的一员，
18、可是由于资金实力有限，不可能把一个团队都挖过来，这也造成了研 发实力的分散。重大的项目对一个企业或者一个研究所来说都很难承担起来，只有联合起来才能出成果。 梧州学院本科生毕业设计论文 7 3、包装机械发展新趋势 高度自动化、智能化已经成为了包装机械未来发展的主要趋势。在包装机械自动化方面 ,自动化操作程序已获得广泛应用 ,如 PLC 设备、数据收集系统等。机械制造企业在为用户提供生产 自动线或生产流水线设备时更注重成套完整性 ,无论是高技术附加值还是较简单的设备门类 ,都按配套性要求提供。通过此次统计发现 ,新型设备及技术得到了普及 ,如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载控制等新型
19、智能设备已经普 遍应用到包装机械设备中 ,使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。 注重生产率未来的自动化发展趋势是设备更小型、更灵活机动、多用途、高效率。追求的是组合化、简洁化、可移动性，有效降低成本。如 PLC 设备、数据收集系统的新一代自动化操作程序已获得广泛应用。 遵守人性化设计是从操作者的角度探索，那么从人类的长远发展角度出发的设计就是绿色设计。工业产品的诞生，要经历一个复杂的过程，而操作这个过程的就是设计者。设计者对产品既要考虑结构、功能，同时也要环保问题，考虑废料的 回收和利用问题，这是设计者的社会责任。小范围看，是厂家的节约，大范围看是一种社会
20、资源的节约，更是一种环保的举措。 4、自动化包装的发展前景 与其他机械产品一样，我们从包装机械的需求量、产品结构和自动化水平三个方面来讨论中国包装机械行业自动化产品的市场前景。 4.1 从市场前景看 包装机械的需求量继续增加 中国具有庞大的包装市场。随着中国向世界制造工厂角色的转化，中国的商品产量迅速增加，而且有更多的生产能力进入中国。中国每年生产的大量的商品需要包装，尤其是中国为满足国际市场需求而生产的商品需 要国际水平的包装，因此中国包装机械市场将快速增长。 梧州学院本科生毕业设计论文 8 包装水平落后，自动化水平将继续提高 新型包装机械往往是机电 体化的设备，充分利用信息产品的最新成果。
21、我国一些企业的设计人员却对电子产品不熟悉，不敢或不会选用，大大限制了包装机械水平的提高。例如许多国外新型包装机械大都采用分离传动，使得整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。这里面的关键技术之 是采用了多电机拖动的同步化技术，其实掌握这种技术并不很难，只是 些设计人员不了解包装机械的这一发展趋势。另 关键技术是大量采用伺服传动，老 设计人员却不会设计和选用伺服机构及其控制系统。先进的包装机械大量采用若干新型检测系统，保证包装机械的稳定可靠运转。随着自动化厂商对行业渗透的增加和信息技术的发展，更多的设计人员接受了先进的自动化技术，并利用先进的自动化产品来提高设备的性能。 中国
22、的包装机械整体水平比发达国家水平落后多年，除开国内厂商技术水平的提高外，国外厂商的本地化生产也对中国包装机械自动化水平的提升有很大的推动作用。 由于中国经济的快速增长，除开原有的中、低设备端包装设备保持了原有的需求外，市场中国市场高端包装设备的 需求迅速增加，尽管这些设备主要来自进口，但国内生产的产品所占的比例正在稳步提高，同时为抢占迅速增长的中国市场，国外的包装机械厂商纷纷在内地投资建厂。这些外来的厂商在内地采购他们需要的零部件，包括通用的电控产品。 4.2 从发展前景看 随着科学技术的不断发展进步，各种新的产品的出现，对包装技术和包装设备都提出了新的要求，包装机械在流通领域中发挥着越来越大
23、的作用。目前包装机械竞争日趋激烈，而高度自动化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包装设备越来越受到行业的青睐。 进入 21 世纪以来，较之传统包装机械 ，新型包装机械要求具有简洁化、高生产率、配套更完善，更具自动化等特点。未来的包装机械将配合产业自动化趋势，促进包装设备总体水平提高。如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载梧州学院本科生毕业设计论文 9 控制等新型智能设备已经普遍应用到包装机械设备中，使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。 包装机械集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品。发展速度快、更新速度快是它的一大特
24、点。世界上一切高科技产品都可以应用其中。 我们不能忽视我国包装机械落后的现状， 努力积极推动包装业走上快速健康发展的自动化道路。 5、 国外包装机械发展状况 国外包装机械的发展趋势体现了现代化先进包装机械的高新技术，特别是科技与经济发达的欧美及日本等国家生产的包装机械及设备，其技术伴随着科技和商品经济的发展，已处于国际领先地位。近些年来，发达国家一方面为满足现代商品包装多样化的需求，发展多品种、小批量的通用包装技术及设备，同时又紧跟高技术发展步伐，不断应用先进技术，发展和开发应用高新技术的现代化专用型包装机械。 5.1 美国包装机械发展现状 美国包装机械工业主要用户大致可分 为食品工业及非食品
25、工业。食品工业包括蔬菜水果、肉类、乳制品、面包、糕点等；非食品工业则包括饮料、医药品、化学品、香烟等。至 20 世纪 80 年代前半期，食品与非食品大致各占一半比例，而最近几年非食品工业的使用比例则有提高之势，特别是在饮料、电气制品、化学品、电脑市场的成长最为显著。在食品包装方面，也可见微波、无菌包装等的新技术。美国包装工业已经逐步建立并形成包括包装材料、包装工艺和包装机械完整而独立的工业体系，其自动化操作程序已应用于更多的先进包装系统中，代表了先进包装系统的走向。美国的包装机械将新技术和包装自动 化操作程序广泛应用。美国各企业都在致力于从包装材料、设备、销售等方面寻求对全球市场具有特色的有利包装，
